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# System prepended metadata

title: Programming Language(Chapter 1)
tags: [Programming Language]

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tags : Programming Language
title: Programming Language(Chapter 1)
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<span class="head">
<div class="left">

</div>
<div class="right">
<a href="https://hackmd.io/@496NKil8SiiFZ4c2fHm3_g/r1RDKde4O" target="_self">下一章節</a>
</div>
</span><br>
<div style="font-size:12px;font-family:標楷體;color:gray">建議會C語言(指標、struct與字元陣列等相關技術)再看此篇<br>若想要執行程式碼可以直接點圖片，進入Sololearn Code Playground執行</div>

<span class=preview>Summary</span>
[TOC]



# <div class="title">Chapter 1: C++ 物件導向</div>
<section class="content">
對於C++，他保有所有C語言功能並且多了物件導向(object oriented)概念
<!--<img src="https://i.imgur.com/xAKB1az.png">-->
</section>

## <div class="title">物件導向程式設計</div>
<section class="content">
物件導向式程式設計(Object Oriented Programming)提供了三個重要的程式技術：
<ul>
<li>封裝(Encapsulation)</li>
<li>繼承(Inheritance)</li>
<li>多型(Polymorphism)</li>
</ul>
</section>

### <div class="title">封裝?</div>
<section class="content">
簡單說就是將變數和函式打包起來。<br>
將變數和函式封裝在一起的集合體稱為類別(Class)。<br>
類別所宣告的變數則稱為物件(object)。<br>
以下為一個例子：<br><br>
今天有一個名為Dog的類別，其程式碼如下<br>
<a href="https://code.sololearn.com/c54a83a9A220"><img src="https://i.imgur.com/lXktacV.png"></a>
這個Dog類別下有一個函式(Bark)和一個變數(name)。而puppy就是所謂的物件(object)，也就是說他式Dog這個類別的變數。
</section>

### <div class="title">繼承?</div>
<section class="content">
封裝後的類別可以被繼承，變成新的類別。<br>
繼承者會接收來自被繼承類別中所包含的變數與行為(函式)。<br>
繼承者還可以依照本身的需求新增其他的變數與行為(函式)。<br>
以下為一個例子：<br><br>
今天有一個名為Animal的類別與兩個分別繼承Animal的子類別(Duck與Dog)，其程式碼如下<br>
<a href="https://code.sololearn.com/cA13A5A21a23"><img src="https://i.imgur.com/2TVfd0j.png"></a>
兩個子類別，Duck與Dog繼承了Animal這個類別，代表了Duck與Dog擁有Animal下的legs變數與walk行為(函式)。
</section>

### <div class="title">多型!</div>
<section class="content">
繼承式多型能實現的必要條件。<br>
所謂的多型也就是一個類別指標，能指向任意其子類別物件。<br>
以下為一個例子：<br><br>
今天有一個名為Animal的類別與兩個分別繼承Animal的子類別(Duck與Dog)。<br>
而今天只用一個Animal類別指標，指向Duck與Dog的物件，其程式碼如下：
<a href="https://code.sololearn.com/ca2a20a5A2a0"><img src="https://i.imgur.com/PiCynu0.png"></a>
Animal下有一個可以繼承的getLegs函式，而在其子類別(Dog與Duck)下，重新定義(override)了getLegs函式。<br>
我們就可以以更改Animal指標類別指向的物件，直接執行其對應的getLegs函式。
</section>

## <div class="title">C vs C++</div>
<section class="content">
上方提到 C++ 保有 C 的功能，也介紹了何謂物件導向(OOP)。<br>
而現在帶出C++與C多了那些功能。<br>
<ul>
<li>bool</li>
<li>輸入輸出(cin、cout)</li>
<li>多載函式</li>
<li>多載運算子</li>
<li>inline函式</li>
<li>動態記憶體配置</li>
<li>String類別</li>
<li>樣板(template)</li>
</ul>
</section>

### <div class="title">輸入輸出(cin、cout)</div>
<section class="content">
C++的cin與cout相較於C的scanf與printf。<br>
少了對應的變數型態，可以很方便的直接讀取值。<br>
需要注意的是因為cin與cout屬於iostream下的功能。定義在iostream下的名稱std名稱空間之中。<br>故通常都會在呼叫iostream函式庫後多加一行using namespace std<br>

<div class="ref">
參考資料:<a href="https://openhome.cc/Gossip/CppGossip/Namespace.html">簡介名稱空間</a>
</div>
</section>

### <div class="title">cin?? cin.getline!? getline????</div>
<section class="content">
知道C++下的cin相對於C的scanf後。接著介紹getline，我們可以將getline視為C語言中的gets，他能一次讀取一行輸入。(也就是說它可以讀取帶有空格的字串輸入)<br>
而getline下又分為istream下的函式(cin.getline())與string下的函式(getline())。
<ul>
<li>istream流-cin.getline()</li>
<li>string流  -getline()</li>
</ul>

<div class="ref">
參考資料:
<a href="https://codertw.com/%E7%A8%8B%E5%BC%8F%E8%AA%9E%E8%A8%80/432734/">C :cin、cin.getline()、getline()的用法(Abstract)</a>
</div>
</section>

#### <div class="title">cin.getline(字串,長度)</div>
<section class="content">
用法很明確，可以接收n個長度的字元陣列。相對的要注意的是跟之前gets與scanf一樣，當混合使用時需要多一行cin.get()來讀取一個'\n'字元。
</section>

#### <div class="title">getline(來源,字串)</div>
<section class="content">
cin.getline與 string下的getline最大差異在於，他可以選擇來源，可以做到字串分割(同原c的strtok)。<br>
而單純抓取輸入的話，則將來原設置成cin。<br>
即getline(cin,字串)，而此getline則是讀到'\n'才結束，同樣也能達到達取帶空白的字串。

<a href="https://code.sololearn.com/c7a11a14A24a"><img src="https://i.imgur.com/4q3QCuY.png"></a>
上方例子為以getline讀取一行string(字串)，將他交給stringstream進行處理，就能以stringstream下在getline裡進行字串分割。
</section>



### <div class="title">多載函式</div>
<section class="content">
科普一下<br>
一個函式的定義如下<br>
回傳值 函式名稱(型態 引數,型態2 引數2, ...){...}<br>
int 　 calc 　 (int　num) {...}<br><br>


所謂的多載函式，也就是同樣名稱的函式，可以有不同的輸入輸出方式。<br>
就以之前用過的math.h函式庫下的pow(n,m)為例，pow(n,m)函式為n的m次方。<br>
可是我們可能會有整數(int)的n與整數(int)的m，或浮點數(double)的n與浮點數(double)的m。若在原本 C 語言下不能一次定義兩個函式，但式C++新增了多載函式功能，達到能以不同輸入(double與int)但式執行相同效果的函示出現。<br><br>
簡單以一個例子舉例：<br><br>
今天想要做一個程式，他能執行一個算式a+b，但是不確定兩變數的型態，可能是int也可能是double。程式可以這樣寫
<a href="https://code.sololearn.com/ca21A5a17A22"><img src="https://i.imgur.com/nEhwzej.png"></a>
<br><br>
多載函式不只能做到不同型態的(引數)輸入，也能做到同個函式名稱，多個變數(引數)輸入。<br>也就是說可以達到，只需要一個變數(引數)，兩個變數(引數)甚至不用變數(引數)也能執行這個函式。<br><br>
以上方例子再去增加，假設今天不只兩數做加減。程式碼如下。
<a href="https://code.sololearn.com/ca9A197a21a1"><img src="https://i.imgur.com/FP2eR9t.png"></a>
</section>

#### <div class="title">多載函式(預設值)</div>
<section class="content">
在一種情況，類似要輸出文字，但是不知道文字大小，文字顏色等信息，我們這時候就可以利用預設值，來達到不用值也能正常使用函式。<br>原理跟多載函式差不多，可以將它看作多個相同名稱的函式，只是有預先定義某變數(引數)的值<br>
以剛剛敘述的例子為例，程式碼如下：<br>
<a href="https://code.sololearn.com/c19A11A221a1"><img src="https://i.imgur.com/1fk4m9C.png"></a>

<br>
在預先定義函式下設定預設值，以上方為例。
<a href="https://code.sololearn.com/cA72A19a15A8"><img src="https://i.imgur.com/TyDkNfM.png"></a>
下方就不用再次設定變數(引數)初始值。
</section>

#### <div class="title">多載函式(*限制)</div>
<section class="content">
雖然多載函式有它的好處，能讓程式設計師不用再去想額外名字。<br>
但相對的一訂有他的缺點，在一般多載函式下有相同的函式名稱不能有相同的引數個數與型別，即使回傳值不一樣，編譯其無法判斷該使用哪個函式。ex:<br>
<ul>
<li>int add(int,int);</li>
<li>long add(int,int);</li>
</ul>
而在設定預設值時，預設值必須從最右側的引數往回，不能從左側引數。ex:<br>
<ul>
<li>void abc(float k, int j, int i=5) //對</li>
<li>void xyz(float k=1,int j, int i) //錯</li>
<li>void err_use(float k, int j=2, int i) //錯</li>
</ul>
</section>

### <div class="title">多載運算子</div>
<section class="content">
多載運算子在此先簡單帶過，能定義一個類別(classes)的運算(operate)方式，其所有運算子如下。
<img src="https://i.imgur.com/JJB6keH.png">
</section>


### <div class="title">inline 行內函式</div>
<section class="content">
將一個函式改成inline函式，只需要在前面加上inline關鍵字。<br>
inline的功能類似巨集，編譯器會在乎較inline處，直接將程式碼嵌入到原始程式中。<br>
但是相對的，他只能將程式帶過去，所以類似static變數、迴圈、switch、遞迴等功能如果在inline函式裡，編譯器可能無法在呼叫點展開，則帶有inline關鍵字的函式將會忽視掉inline功能。
</section>

### <div class="title">動態記憶體配置</div>
<section class="content">
所謂的動態記憶體配置，也就是將變數固定位置，如果不去做刪除，他一直都在直到程式結束。<br>
會用到動態記憶體的時候大多數都是為了做到跳脫函式，也就是今天在此函式能讀取main裡的A變數，但是也想要在另一個函式讀取main裡的A變數。<br><br>
而C++的動態記憶體配置與C的用法差異不大，只差在定義與刪除，而且也適用之前的功能。
<table>
<tr>
<td>方式\語言</td><td>C</td><td>c++</td>
</tr>
<tr>
<td>新增</td><td>規劃一個大小的記憶體位置<br>malloc(sizeof(資料型別))<br>　</td><td>不需要指定大小，可直接配置<br>new 資料型別<br>new 資料型別[大小]</td>
</tr>
<tr>
<td>刪除</td><td>free 指標變數<br>　</td><td>delete 指標變數<br>delete [] 指標變數</td>
</tr>
</table>
</section>

### <div class="title">iomanip函式庫 格式化輸出</div>
<section class="content">
在C++下有一個函式庫"iomanip"，可以搭配cout做到格式化輸出。<br>
在此只簡單介紹幾個常用的，更多資訊可以查看下方的參考資料
<ul>
<li>fixed 以正常的數字格式顯示</li>
<li>setprecision(int n) 指定顯示精確度</li>
</ul>

<div class="ref">
參考資料:<a href="https://openhome.cc/Gossip/CppGossip/IOFormatController.html">I/O 格式控制器</a>
</div>
</section>
#### <div class="title">fixed</div>
<section class="content">
小數位數不足時補0
</section>

#### <div class="title">setprecision(int n)</div>
<section class="content">
設定小數點位數為n位
</section>

<span class="bot">
<div class="left">

</div>
<div class="right">
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</div>
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